Messreihe · Kapitel 10

Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten

Sprung auf 150 kW Heizleistung, Zeitkonstante 12 s. Erreicht 63,3 % bei t = τ und 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung zur analytischen Lösung 0,040 %.

Szenario
2 Heizen
Erwartung (Kriterium)
Aufheizrate 0,0814 K/s; PT1 63,2 % bei τ, 95,0 % bei 3τ
Messung
63,3 % bei τ, 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung 0,040 % der Maximalleistung
Ergebnis
bestanden
Zeilen
6.000
Zeitbereich
0,05–300,00 s
Zeitschritt
Δt = 0,05 s
Spalten
9
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Zeitverläufe

Jede Größe steht mit eigener Achse und Einheit in einem eigenen Feld, alle teilen sich die Zeitachse. Die Sensorbits erscheinen als Stufenlinie. Ein Klick auf die Legende blendet eine Größe ein oder aus.

Zeitverläufe der Messreihe

Diagramm wird aufgebaut …

Größen (Klick blendet ein oder aus)

    Bedienung: ← → Cursor bewegen (mit ⇧ zehnfach) · Pos1 Ende an den Rand · + − zoomen · Bild↑ Bild↓ verschieben · 0 ganze Reihe · Esc Cursor entfernen. Mit der Maus einen Bereich aufziehen, um hineinzuzoomen. Werte am Cursor sind Werte des nächstgelegenen gezeichneten Messpunkts; bei starker Verkleinerung zeigt das Diagramm je Bildpunktbereich Minimum und Maximum, damit einzelne Spitzen sichtbar bleiben. Exakte Werte: hineinzoomen oder die Tabellen nutzen.

    Spaltenbeschreibung

    Name und Einheit stammen aus der Kopfzeile der CSV-Datei; die Bedeutung folgt dem Heiztankmodell (Kapitel 8) und der Aufzeichnung (Kapitel 10).

    Spalten der Messreihe — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr.Spalte (CSV-Kopf) EinheitArtBedeutung
    1 Zeit (s) s Zeitachse Zeitstempel der Zeile (Modellzeit); eine Zeile je Rechenschritt mit Δt = 0,05 s.
    2 Füllstand (l) l Prozessgröße Wasserfüllstand im Tank (Tankvolumen 0,5 m³ = 500 l).
    3 Temperatur (°C) °C Prozessgröße Wassertemperatur, berechnet aus Energie und Wassermasse.
    4 Druck (bar) bar Prozessgröße Druck im Kopfraum (Dampf und Luft, Teildrücke addiert).
    5 Heizleistung (W) W Prozessgröße Aktuell wirkende Heizleistung (PT1-Verzögerung, τ = 12 s, bis 150 kW).
    6 B1 Füllstand max — Sensorbit (0/1) Melder oberer Füllstand: 1 ab 450 l, sonst 0.
    7 B2 Füllstand min — Sensorbit (0/1) Melder unterer Füllstand: 1 bei höchstens 50 l, sonst 0.
    8 B3 Temperatur ≥95 °C — Sensorbit (0/1) Melder Temperatur: 1 ab 95 °C, sonst 0.
    9 B4 Druck ≥2,8 bar — Sensorbit (0/1) Melder Druck: 1 ab 2,8 bar, sonst 0.

    Kennzahlen der Messreihe

    Alle Kennzahlen sind aus den Zeilen der CSV-Datei berechnet (über die gesamte Reihe, ohne Glättung) und beschreiben nur diesen einen Lauf. Sie sind keine Aussage über einen realen Tank.

    6.000Zeilen (Rechenschritte)
    300,00sabgedeckte Zeit
    0,05sZeitschritt Δt
    8aufgezeichnete Größen
    Kennzahlen je Prozessgröße — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    GrößeEinheit AnzahlMinimum MaximumMittelwert AnfangswertEndwert
    Füllstand l 6.000 450,05konstant 450,05 450,050 450,05 450,05
    Temperatur °C 6.000 16,131t = 0,05 s 39,568t = 300,00 s 27,4043 16,131 39,568
    Druck bar 6.000 0,0000t = 0,30 s 0,0072t = 0,05 s 0,0000 0,0072 0,0000
    Heizleistung W 6.000 625,0t = 0,05 s 150.000,0t = 178,60 s 144.025,00 625,0 150.000,0

    Bei Extremwerten steht darunter der Zeitpunkt der ersten Zeile mit diesem Wert. Der Mittelwert ist der einfache Mittelwert über alle Zeilen (gleiche Zeitschritte).

    Sensorbits: Schaltzeitpunkte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Sensorbit Zeilen mit 1 Anteil erste 1 bei danach wieder 0 bei Wechsel
    B1 Füllstand max 6.000 100,000 % 0,05 serste Zeile — 0
    B2 Füllstand min 0 0,000 % — — 0
    B3 Temperatur ≥95 °C 0 0,000 % — — 0
    B4 Druck ≥2,8 bar 0 0,000 % — — 0

    1 bedeutet: Melder aktiv (Schwelle erreicht), 0: nicht aktiv (Kapitel 8). „Wechsel“ zählt die Zeilen, in denen sich der Wert gegenüber der Vorzeile ändert.

    Messwerte

    Alle Zeilen der CSV-Datei, unverändert und je Seite 100 Zeilen. Suchen und Sortieren laufen auf dem Server, zu einer Zeile oder Zeit lässt sich springen. „Nr.“ ist eine laufende Zeilennummer und nicht Teil der CSV.

    401–500 von 6.000 Zeilen CSV herunterladen
    Messwerte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr. Zeit (s) Füllstand (l) Temperatur (°C) Druck (bar) Heizleistung (W) B1 Füllstand max B2 Füllstand min B3 Temperatur ≥95 °C B4 Druck ≥2,8 bar
    401 20,05450,0516,9730,0121884,81000
    402 20,1450,0516,9760,0122001,91000
    403 20,15450,0516,9790,0122118,61000
    404 20,2450,0516,9830,0122234,71000
    405 20,25450,0516,9860,0122350,41000
    406 20,3450,0516,9890,0122465,61000
    407 20,35450,0516,9930,0122580,41000
    408 20,4450,0516,9960,0122694,61000
    409 20,45450,0516,9990,0122808,41000
    410 20,5450,0517,0030,0122921,71000
    411 20,55450,0517,0060,0123034,51000
    412 20,6450,0517,0090,0123146,91000
    413 20,65450,0517,0130,0123258,81000
    414 20,7450,0517,0160,0123370,21000
    415 20,75450,0517,0190,0123481,11000
    416 20,8450,0517,0230,0123591,61000
    417 20,85450,0517,0260,0123701,71000
    418 20,9450,0517,0290,0123811,21000
    419 20,95450,0517,0330,0123920,41000
    420 21,0450,0517,0360,0124029,01000
    421 21,05450,0517,0390,0124137,21000
    422 21,1450,0517,0430,0124245,01000
    423 21,15450,0517,0460,0124352,31000
    424 21,2450,0517,050,0124459,21000
    425 21,25450,0517,0530,0124565,61000
    426 21,3450,0517,0560,0124671,61000
    427 21,35450,0517,060,0124777,11000
    428 21,4450,0517,0630,0124882,21000
    429 21,45450,0517,0660,0124986,91000
    430 21,5450,0517,070,0125091,11000
    431 21,55450,0517,0730,0125194,91000
    432 21,6450,0517,0770,0125298,21000
    433 21,65450,0517,080,0125401,21000
    434 21,7450,0517,0830,0125503,71000
    435 21,75450,0517,0870,0125605,71000
    436 21,8450,0517,090,0125707,41000
    437 21,85450,0517,0940,0125808,61000
    438 21,9450,0517,0970,0125909,41000
    439 21,95450,0517,1010,0126009,81000
    440 22,0450,0517,1040,0126109,71000
    441 22,05450,0517,1070,0126209,31000
    442 22,1450,0517,1110,0126308,41000
    443 22,15450,0517,1140,0126407,11000
    444 22,2450,0517,1180,0126505,41000
    445 22,25450,0517,1210,0126603,31000
    446 22,3450,0517,1250,0126700,81000
    447 22,35450,0517,1280,0126797,91000
    448 22,4450,0517,1310,0126894,51000
    449 22,45450,0517,1350,0126990,81000
    450 22,5450,0517,1380,0127086,71000
    451 22,55450,0517,1420,0127182,21000
    452 22,6450,0517,1450,0127277,21000
    453 22,65450,0517,1490,0127371,91000
    454 22,7450,0517,1520,0127466,21000
    455 22,75450,0517,1560,0127560,11000
    456 22,8450,0517,1590,0127653,61000
    457 22,85450,0517,1620,0127746,71000
    458 22,9450,0517,1660,0127839,41000
    459 22,95450,0517,1690,0127931,81000
    460 23,0450,0517,1730,0128023,71000
    461 23,05450,0517,1760,0128115,31000
    462 23,1450,0517,180,0128206,51000
    463 23,15450,0517,1830,0128297,31000
    464 23,2450,0517,1870,0128387,71000
    465 23,25450,0517,190,0128477,71000
    466 23,3450,0517,1940,0128567,41000
    467 23,35450,0517,1970,0128656,71000
    468 23,4450,0517,2010,0128745,71000
    469 23,45450,0517,2040,0128834,21000
    470 23,5450,0517,2080,0128922,41000
    471 23,55450,0517,2110,0129010,21000
    472 23,6450,0517,2150,0129097,71000
    473 23,65450,0517,2180,0129184,81000
    474 23,7450,0517,2220,0129271,51000
    475 23,75450,0517,2250,0129357,91000
    476 23,8450,0517,2290,0129443,91000
    477 23,85450,0517,2320,0129529,51000
    478 23,9450,0517,2360,0129614,81000
    479 23,95450,0517,2390,0129699,81000
    480 24,0450,0517,2430,0129784,41000
    481 24,05450,0517,2460,0129868,61000
    482 24,1450,0517,250,0129952,51000
    483 24,15450,0517,2530,0130036,01000
    484 24,2450,0517,2570,0130119,21000
    485 24,25450,0517,260,0130202,01000
    486 24,3450,0517,2640,0130284,51000
    487 24,35450,0517,2680,0130366,71000
    488 24,4450,0517,2710,0130448,51000
    489 24,45450,0517,2750,0130529,91000
    490 24,5450,0517,2780,0130611,11000
    491 24,55450,0517,2820,0130691,81000
    492 24,6450,0517,2850,0130772,31000
    493 24,65450,0517,2890,0130852,41000
    494 24,7450,0517,2920,0130932,21000
    495 24,75450,0517,2960,0131011,61000
    496 24,8450,0517,2990,0131090,81000
    497 24,85450,0517,3030,0131169,51000
    498 24,9450,0517,3070,0131248,01000
    499 24,95450,0517,310,0131326,11000
    500 25,0450,0517,3140,0131403,91000

    Quelle und Zitierhinweis

    Datenquelle: Eigene Messreihe, aufgezeichnet an der Modellfunktion compute_step (Schrittweite Δt = 0,05 s) laut Versuchsprotokoll der Bachelorarbeit (2026); Aufbau und Auswertung siehe Kapitel 10 — Fünf Testszenarien.

    Zitierhinweis

    Kotsch, A. H. (2026): Datensatz „Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten“ (6.000 Zeilen, Zeit 0,05–300,00 s). Anhang zur Bachelorarbeit „Digitale Zwillinge für SPS-gekoppelte Laboranlagen“, Duale Hochschule Sachsen — Studienakademie Glauchau. https://bachelorarbeit.kotsch.tech/de/daten/szenario-2-heizen (abgerufen am 30.09.2026).

    Grenzen der Aussage
    • Einordnung (Kapitel 10): Die Abweichungen sind mit dem Diskretisierungsfehler des Euler-Verfahrens vereinbar.
    • Grenze: Die Erwartung verwendet dieselben Parameter (τ = 12 s, 150 kW); geprüft ist die Umsetzung der Gleichungen, nicht ihre Übereinstimmung mit einem realen Heizglied.
    • Die Erwartungswerte stammen aus Handrechnung und analytischer Lösung mit den Parametern des Modells; eine Übereinstimmung belegt die richtige Umsetzung, nicht die Treffsicherheit gegenüber einem realen Tank. Jedes Szenario deckt nur einen Lauf mit festgelegten Randbedingungen ab. (Kapitel 10)
    • Ohne Messdaten eines realen Tanks bleibt die Validierung auf interne Konsistenz beschränkt. (Kapitel 11)

    Weitere Datensätze

    16 Zeilen · 2 Spalten Kennzahlen der Plattform Ansehen → 3.000 Zeilen · 9 Spalten Szenario 1 — Befüllung Ansehen → 25.809 Zeilen · 9 Spalten Szenario 3 — Druckaufbau und Entlüftung Ansehen → 2.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 4 — Entleeren Ansehen → 1.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 5 — Grenzfall leerer Tank Ansehen → 5 Zeilen · 4 Spalten Fünf Testszenarien — Erwartung gegen Messung Ansehen →